(57)【要約】【課題】  電子写真有機感光体において、製造が容易で、かつ高い耐摩耗性と良好な電子写真特性を有し、さらにクリーニング不良を起こさず、長期的に安定した画像形成を行うことができる高耐久な電子写真感光体、画像形成方法、画像形成装置を提供する。【解決手段】  導電性支持体上に少なくとも感光層と保護層を順次積層してなる電子写真感光体において、該保護層が少なくともバインダー樹脂と、ノニオン界面活性剤を含有することを特徴とする。【選択図】  図３
2006047656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性支持体上に少なくとも感光層と保護層を順次積層してなる電子写真感光体において、該保護層が少なくともバインダー樹脂と、ノニオン界面活性剤を含有することを特徴とする電子写真感光体。
【請求項２】
前記ノニオン界面活性剤を含有する保護層のバインダー樹脂が少なくとも水酸基あるいは加水分解性基を有する有機ケイ素化合物を加熱架橋して樹脂層を形成する硬化性シロキサン系樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真感光体。
【請求項３】
前記ノニオン界面活性剤の親水性−親油性バランスを示す指標ＨＬＢが３以上２０以下であることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の電子写真感光体。
【請求項４】
前記ノニオン界面活性剤が、多価アルコールと脂肪酸がエステル結合した構造を有する多価アルコール脂肪酸エステルの少なくとも１種類以上からなることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子写真感光体。
【請求項５】
前記ノニオン界面活性剤の多価アルコールが、グリセリンまたは／及びソルビトールであるグリセリン脂肪酸エステルまたは／及びソルビタン脂肪酸エステルの少なくとも１種類以上からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電子写真感光体。
【請求項６】
前記ノニオン界面活性剤が、硬化性シロキサン系樹脂と架橋した構造を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電子写真感光体。
【請求項７】
前記ノニオン界面活性剤中に炭素数６〜２０のカルボン酸エステルを含有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電子写真感光体。
【請求項８】
前記ノニオン界面活性剤中に含有する脂肪酸エステルは１〜３個であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の電子写真感光体。
【請求項９】
前記ノニオン界面活性剤中の脂肪酸エステルが、少なくともステアリン酸、オレイン酸、ラウリン酸から選ばれる脂肪酸により形成されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の電子写真感光体。
【請求項１０】
少なくとも電子写真感光体、帯電手段、露光手段及び転写手段を有する画像形成方法において、該電子写真感光体に請求項１乃至９に記載の電子写真感光体を使用することを特徴とする画像形成方法。
【請求項１１】
前記画像形成方法が、電子写真感光体表面に当接し、該電子写真感光体表面に残留するトナーを除去するクリーニング手段を使用することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成方法。
【請求項１２】
前記画像形成方法において、該帯電手段が、電子写真感光体に接触または非接触配置された帯電部材に直流並びに交流電圧を重畳印加することによって電子写真感光体表面を帯電する帯電手段であることを特徴とする請求項１０又は１１のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項１３】
前記画像形成方法が複数の電子写真感光体、帯電手段、現像手段、転写手段を有するタンデム型画像形成装置を使用することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項１４】
前記画像形成方法が電子写真感光体上に現像されたトナー画像を中間転写体上に一次転写したのち、該中間転写体上のトナー画像を記録材上に二次転写する中間転写手段を有する画像形成方法であって、複数色のトナー画像を中間転写体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成し、該カラー画像を記録材上に一括で二次転写することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれかに記載の画像形成方法。
【請求項１５】
少なくとも電子写真感光体、帯電手段、露光手段及び転写手段を有する画像形成装置において、該電子写真感光体が請求項１乃至９のいずれかに記載の電子写真感光体であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１６】
前記画像形成装置が、電子写真感光体表面に当接し、該電子写真感光体表面に残留するトナーを除去するクリーニング手段を有することを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記画像形成装置が複数の電子写真感光体、帯電手段、現像手段、転写手段を有するタンデム型であることを特徴とする請求項１５又は１６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１８】
前記画像形成装置が電子写真感光体上に現像されたトナー画像を中間転写体上に一次転写したのち、該中間転写体上のトナー画像を記録材上に二次転写する中間転写手段を有する画像形成装置であって、複数色のトナー画像を中間転写体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成し、該カラー画像を記録材上に一括で二次転写することを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１９】
帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段の少なくとも一つと請求項１から９のいずれか１項に記載の電子写真感光体とを具備してなることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、静電印刷、プリンタ、静電記録などに用いられる電子写真感光体及びそれを用いた画像形成装置、画像形成方法、さらに該画像形成装置用プロセスカートリッジに関し、特に有機感光体の保護層の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ及びファクシミリ装置等の画像形成装置においては、一様に帯電された感光体上に、画像データにより変調された書込光を照射して、感光体上に静電潜像を形成し、この静電潜像が形成された感光体に現像部よりトナーを供給してトナー画像を感光体上に形成して現像する。画像形成装置は、この感光体上のトナー画像を転写部で転写紙（記録紙）に転写した後、定着部で転写紙上に転写したトナーを加熱・加圧して定着させ、感光体表面に残留したトナーをクリーニング部でクリーニングブレードにより掻き取る等の方法により回収する。
【０００３】
このような電子写真方式を利用した画像形成装置においては、感光体として有機光導電性物質を含有する有機感光体が最も広く用いられている。有機感光体は可視光から赤外光まで各種露光光源に対応した材料が開発し易いこと、環境汚染のない材料を選択できること、製造コストが安いこと等が他の感光体に対して有利な点であるが、機械的強度が弱く、長期間使用することで感光層が摩耗し、ある一定量削り取られると、感光体の電気特性が変化して、適正な作像プロセスを行えなくなる。この摩擦は、上記作像プロセスで、感光体と他の作像部である現像部や転写部等の接触する部位全てで発生する。従って、該感光層の摩耗を低減することで感光体寿命を向上させる検討がなされており、最表層に耐摩耗性が高い保護層を形成する方法などが数多く報告されている。
【０００４】
従来では、感光体の表面保護層として、コロイダルシリカ含有硬化性シリコーン樹脂を用いることが報告されている（例えば特許文献１参照）。この方法では、コロイダルシリカ含有硬化性シリコーン樹脂の表面層では耐摩耗特性は改善されるが、繰り返し使用時の電子写真特性が不十分であり、カブリや画像ボケが発生しやすく、また近年要求される高寿命感光体としての耐久性に対しては不十分である。
【０００５】
この様な欠点を改善する方法として、有機ケイ素変性正孔輸送性化合物を、硬化性有機ケイ素系高分子中に結合させた樹脂層を、表面層として有する感光体を提案している（例えば特許文献２、３参照）。しかし、この樹脂層は高湿環境下でカブリや画像ボケが発生しやすく十分な耐久性を有していない。
【０００６】
さらに、電荷輸送性付与基を有する硬化性シロキサン樹脂を３次元網目構造状に硬化させる方法が開示されている（例えば特許文献４参照）。しかしながら、この方法は、体積収縮に起因すると考えられる塗膜の亀裂が生じる場合があった。特に、安価で取り扱いの容易な市販のコーティング剤との組み合わせにおいて、上記問題が発生する場合が見られた。また、硬化性シロキサン樹脂は、表面エネルギーが高く、トナーの付着力が大きい。そのため、板状のウレタンゴムを当接させてトナークリーニングを行う、ブレードクリーニング方式の電子写真装置に搭載した場合、トナーのブレードすり抜けが発生し、クリーニング不良による異常画像を引き起こすことが大きな問題となっている。
【０００７】
また、硬化性シロキサン樹脂は、電子写真感光体感光層に広く用いられているポリカーボネート樹脂などの熱可塑性樹脂と、屈折率が大きくことなり、かつ積層した場合の界面が顕著になることが知られている。ここで、可干渉光を用いて露光するデジタル画像形成装置に該界面が顕著な電子写真感光体を搭載すると、界面と表面との乱反射によるものと思われるモアレ画像が見られる場合があった。このように、高い耐久性、良好な電気特性を有し、クリーニング不良やモアレなどの異常画像を起こさない電子写真感光体を安価にかつ容易に得るには不十分であった。
【特許文献１】特開平６−１１８６８１号公報
【特許文献２】特開平９−１２４９４３号公報
【特許文献３】特開平９−１９０００４号公報
【特許文献４】特開２０００−１７１９９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、上記課題を解決し、製造が容易で、かつ高い耐摩耗性と良好な電子写真特性を有し、さらにクリーニング不良を起こさず、長期的に安定した画像形成を行うことができる高耐久な電子写真感光体、画像形成方法、画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明の別の目的は、かかる画像形成装置用プロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、導電性支持体上に少なくとも感光層と保護層を順次積層してなる電子写真感光体において、該保護層が少なくともバインダー樹脂と、ノニオン界面活性剤を含有する電子写真感光体を特徴とする。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、前記ノニオン界面活性剤を含有する保護層のバインダー樹脂が少なくとも水酸基あるいは加水分解性基を有する有機ケイ素化合物を加熱架橋して樹脂層を形成する硬化性シロキサン系樹脂である請求項１に記載の電子写真感光体を特徴とする。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、前記ノニオン界面活性剤の親水性−親油性バランスを示す指標ＨＬＢが３以上２０以下である請求項１又は２のいずれかに記載の電子写真感光体を特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、前記ノニオン界面活性剤が、多価アルコールと脂肪酸がエステル結合した構造を有する多価アルコール脂肪酸エステルの少なくとも１種類以上からなる請求項１乃至３のいずれかに記載の電子写真感光体を特徴とする。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、前記ノニオン界面活性剤の多価アルコールが、グリセリンまたは／及びソルビトールであるグリセリン脂肪酸エステルまたは／及びソルビタン脂肪酸エステルの少なくとも１種類以上からなる請求項１乃至４のいずれかに記載の電子写真感光体を特徴とする。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明は、前記ノニオン界面活性剤が、硬化性シロキサン系樹脂と架橋した構造を有する請求項１乃至５のいずれかに記載の電子写真感光体を特徴とする。
【００１６】
また、請求項７に記載の発明は、前記ノニオン界面活性剤中に炭素数６〜２０のカルボン酸エステルを含有する請求項１乃至６のいずれかに記載の電子写真感光体を特徴とする。
【００１７】
また、請求項８に記載の発明は、前記ノニオン界面活性剤中に含有する脂肪酸エステルは１〜３個である請求項１乃至７のいずれかに記載の電子写真感光体を特徴とする。
【００１８】
また、請求項９に記載の発明は、前記ノニオン界面活性剤中の脂肪酸エステルが、少なくともステアリン酸、オレイン酸、ラウリン酸から選ばれる脂肪酸により形成される請求項１乃至８のいずれかに記載の電子写真感光体を特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０に記載の発明は、少なくとも電子写真感光体、帯電手段、露光手段及び転写手段を有する画像形成方法において、該電子写真感光体に請求項１乃至９に記載の電子写真感光体を使用する画像形成方法を特徴とする。
【００２０】
また、請求項１１に記載の発明は、前記画像形成方法が、電子写真感光体表面に当接し、該電子写真感光体表面に残留するトナーを除去するクリーニング手段を使用する請求項１０に記載の画像形成方法を特徴とする。
【００２１】
また、請求項１２に記載の発明は、前記画像形成方法において、該帯電手段が、電子写真感光体に接触または非接触配置された帯電部材に直流並びに交流電圧を重畳印加することによって電子写真感光体表面を帯電する帯電手段である請求項１０又は１１のいずれかに記載の画像形成方法を特徴とする。
【００２２】
また、請求項１３に記載の発明は、前記画像形成方法が複数の電子写真感光体、帯電手段、現像手段、転写手段を有するタンデム型画像形成装置を使用する請求項１０乃至１２のいずれかに記載の画像形成方法を特徴とする。
【００２３】
また、請求項１４に記載の発明は、前記画像形成方法が電子写真感光体上に現像されたトナー画像を中間転写体上に一次転写したのち、該中間転写体上のトナー画像を記録材上に二次転写する中間転写手段を有する画像形成方法であって、複数色のトナー画像を中間転写体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成し、該カラー画像を記録材上に一括で二次転写する請求項１０乃至１３のいずれかに記載の画像形成方法を特徴とする。
【００２４】
また、請求項１５に記載の発明は、少なくとも電子写真感光体、帯電手段、露光手段及び転写手段を有する画像形成装置において、該電子写真感光体が請求項１乃至９のいずれかに記載の電子写真感光体である画像形成装置を特徴とする。
また、請求項１６に記載の発明は、前記画像形成装置が、電子写真感光体表面に当接し、該電子写真感光体表面に残留するトナーを除去するクリーニング手段を有する請求項１５に記載の画像形成装置を特徴とする。
【００２５】
また、請求項１７に記載の発明は、前記画像形成装置が複数の電子写真感光体、帯電手段、現像手段、転写手段を有するタンデム型である請求項１５又は１６のいずれかに記載の画像形成装置を特徴とする。
【００２６】
また、請求項１８に記載の発明は、前記画像形成装置が電子写真感光体上に現像されたトナー画像を中間転写体上に一次転写したのち、該中間転写体上のトナー画像を記録材上に二次転写する中間転写手段を有する画像形成装置であって、複数色のトナー画像を中間転写体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成し、該カラー画像を記録材上に一括で二次転写する請求項１５乃至１７のいずれかに記載の画像形成装置を特徴とする。
【００２７】
また、請求項１９に記載の発明は、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段の少なくとも一つと請求項１から９のいずれか１項に記載の電子写真感光体とを具備してなるプロセスカートリッジを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、導電性支持体上に少なくとも感光層と保護層を順次積層してなる電子写真感光体において、該保護層が少なくともバインダー樹脂と、ノニオン界面活性剤を含有することを特徴とする電子写真感光体とすることにより、樹脂の耐摩耗性を維持したまま、残留電位の上昇を抑え、かつ表面自由エネルギーを低減することで、クリーニング性の向上も達成することが可能となる。
【００２９】
また、本発明によれば、前記保護層のバインダー樹脂が少なくとも水酸基あるいは加水分解性基を有する有機ケイ素化合物を加熱架橋して樹脂層を形成する硬化性シロキサン系樹脂である電子写真感光体とすることを、そのより好ましい態様の一つとして包含するものである。
【００３０】
硬化性シロキサン系樹脂は、非常に高密度な三次元架橋構造を形成することから、耐摩耗性が著しく向上することが知られており、保護層のバインダー樹脂とすることで、電子写真感光体の大幅な長寿命化が達成できる。本発明の電子写真感光体は、ノニオン界面活性剤を含有することで、しばしば問題となる、露光部電位の上昇を抑制し、また下層である感光層と保護層との界面を消失する効果を発現する。該界面は、保護層と感光層との屈折率の違いと、保護層と感光層の濡れ性の不足により発生すると考えられ、界面が顕著な感光体を可干渉光によって書き込みを行うデジタル画像形成装置に用いた場合、該界面と表面との乱反射によってモアレが発生し、ハーフトーン画像などに顕在化することが確認されている。ノニオン界面活性剤を含有する硬化性シロキサン系樹脂によって形成される保護層は、保護層と感光層との濡れ性の改善に効果を発揮し、前記界面が目立たなくなり、モアレの発生が低減されると考えられる。
【００３１】
また、本発明によれば、前記ノニオン界面活性剤のＨＬＢ(Hydrophile-lipophile balance)が３以上２０以下であることを、そのより好ましい態様の一つとして包含するものである。ＨＬＢとは、界面活性剤の親水性−親油性バランスを示す指標であり、数値が小さいほど親油性を示し、数値が大きいほど親水性を示す。ここで、ＨＬＢが３以上２０以下であるノニオン界面活性剤は、比較的良好な成膜性、残留電位抑制効果を示し、さらに下層の感光層との界面が目立たなくなるなどの効果がより顕著に発現する。その理由はよくわからないが、親水性、親油性のバランスが良く、保護層バインダー樹脂との相溶性、感光層との濡れ性向上などの効果がより大きく発現しているのではないかと考えられる。
【００３２】
また、本発明によれば、前記ノニオン界面活性剤が、多価アルコールと脂肪酸がエステル結合した構造を有する多価アルコール脂肪酸エステルの少なくとも１種類以上からなること、そのより好ましい態様の一つとして包含するものである。これらの界面活性剤は、エステル型ノニオン界面活性剤の中でも、食品添加物に認可されるほど安全性が高く、種類も豊富で、効果も大きいことから、非常に好適に用いることが出来る。
【００３３】
また、本発明によれば、前記多価アルコールが、グリセリン又は／及びソルビトールである、グリセリン脂肪酸エステル又は／及びソルビタン脂肪酸エステルから選ばれる多価アルコール脂肪酸エステルの少なくとも１種類以上からなること、そのより好ましい態様の一つとして包含するものである。これらの界面活性剤は、多価アルコール脂肪酸エステルの中でも、食品添加物に認可されるほど安全性が高く、生産量が多いことから、非常に安価であり、入手も容易であることから、感光体のコストダウンにつながり、非常に好適に用いることが出来る。
【００３４】
また、本発明によれば、前記ノニオン界面活性剤が、硬化性シロキサン系樹脂と架橋した構造を有することを、より好ましい態様の一つとして包含するモノである。前記ノニオン界面活性剤中にエステル結合に使われていない水酸基を有する場合、硬化性シロキサン系樹脂と架橋することが可能であり、該多価アルコール脂肪酸エステルが架橋構造に組み込むことは、塗膜の均一化、強靱化に対して、非常に有効である。その結果、透明性が高い良好な保護層を形成することが出来、かつ高い耐摩耗性を維持した保護層を得ることが出来るのである。
【００３５】
さらに、保護層中の電荷トラップとなるような官能基が減少するために、繰り返し使用時の残留電位上昇がより抑えられた電子写真感光体を得ることが出来る。
【００３６】
また、本発明によれば、前記ノニオン界面活性剤中に炭素数６〜２０のカルボン酸エステルを含有することを、そのより好ましい態様の一つとして包含するものである。
【００３７】
これら長鎖の脂肪酸は、塗膜表面の低表面エネルギー化の効果を発揮し、クリーニング性向上、トナー転写性向上などの効果が発現される。
【００３８】
また、本発明によれば、前記ノニオン界面活性剤中に少なくとも１〜３つの脂肪酸エステルを含有することを、そのより好ましい態様の一つとして包含するものである。前記ノニオン界面活性剤中の脂肪酸エステル数があまり多すぎると、分子が大きくなりすぎて、樹脂との相溶性が悪くなったり、樹脂のシラノールとの架橋サイトがなくなり、樹脂との結合が弱くなったりすることが考えられる。従って、脂肪酸エステルは１〜３程度であることが好ましいと考えられる。
【００３９】
また、本発明によれば、前記ノニオン界面活性剤中の脂肪酸エステルが、少なくともステアリン酸、オレイン酸、ラウリン酸から選ばれる脂肪酸により形成されている電子写真感光体とすることを、そのより好ましい態様の一つとして包含するものである。これらの脂肪酸によって形成された脂肪酸エステルは、高級脂肪酸であるため、保護層の表面エネルギー低減に効果を発揮し、撥水性、離型性が向上する。そのため、高湿環境下の画像ボケ低減、トナーの転写性などが向上する。また、該脂肪酸と多価アルコールのエステルは、食品添加物に認可されるほど安全性が高く、現在食品分野や化粧品分野でも広く用いられているため、生産量が多く、入手も容易であり、電子写真感光体に用いた場合のコストパフォーマンスが高いことなどから、非常に有用である。
【００４０】
また、本発明によれば、少なくとも電子写真感光体、帯電手段、露光手段及び転写手段を有する画像形成方法、画像形成装置において、該電子写真感光体が前述の本発明の電子写真感光体であることを、そのより好ましい態様の一つとして包含するものである。
【００４１】
本発明の電子写真感光体は、耐摩耗性が非常に高く、また、表面エネルギーが小さいため、トナーのクリーニング性、転写性が著しく向上し、特にクリーニングが困難といわれる、球形トナーのクリーニング性が非常に高くなる。従って、粉砕トナーのみならず、球形トナーを用いた画像形成方法においても、長期間繰り返し、良好な画像を出力することが出来る。
【００４２】
また、本発明によれば、前記画像形成方法、画像形成装置が、電子写真感光体表面に当接し、該電子写真感光体表面に残留するトナーを除去するクリーニング手段を有することを、そのより好ましい態様の一つとして包含するものである。これによって、電子写真感光体表面に当接し、該電子写真感光体表面に残留するトナーと除去するクリーニング手段を有するような、感光体に対するハザードが大きい画像形成方法、画像形成装置を用いた長期間の繰り返し使用時においても、安定して良好な画像を出力することが出来る。
【００４３】
また、本発明によれば、前記画像形成方法、画像形成装置において、該帯電手段が、電子写真感光体に接触または非接触配置された帯電部材に直流並びに交流電圧を重畳印加することによって電子写真感光体表面を帯電する帯電手段を有する画像形成方法、画像形成装置とすることを、そのより好ましい態様の一つとして包含するものである。これによって、良好な画像品質が得られるが、感光体に対するハザードが大きい前述の帯電手段を有する画像形成方法、画像形成装置を用いた長期間の繰り返し使用時においても、安定して良好な画像を出力することが出来る画像形成方法、画像形成装置を得ることができる。
【００４４】
また、本発明によれば、前記画像形成方法、画像形成装置が複数の電子写真感光体、帯電手段、現像手段、転写手段を有するタンデム型であることを、そのより好ましい態様の一つとして包含するものである。これによって、フルカラー画像を高速で出力できるフルカラー画像形成方法、画像形成装置を得ることが出来る。
【００４５】
また、本発明によれば、前記画像形成方法、画像形成装置が電子写真感光体上に現像されたトナー画像を中間転写体上に一次転写したのち、該中間転写体上のトナー画像を記録材上に二次転写する中間転写手段を有する画像形成方法であって、複数色のトナー画像を中間転写体上に順次重ね合わせてカラー画像を形成し、該カラー画像を記録材上に一括で二次転写することを、そのより好ましい態様の一つとして包含するものである。これによって、色ズレの少ない高品質はフルカラー画像を高速で出力できるフルカラー画像形成方法、画像形成装置を得ることが出来る。
【００４６】
また、本発明によれば、帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、クリーニング手段の少なくとも一つと、前述の本発明の電子写真感光体とを具備してなる画像形成装置用プロセスカートリッジを得ることができる。これによって、電子写真感光体や、その他プロセス部材の交換を短時間に、容易に行うことができるので、メンテナンスに要する時間が短縮でき、コストダウンにつながる。また、プロセス部材と電子写真感光体が一体となっているので、取り付け位置の精度向上などの利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明の電子写真用感光体の模式断面図であり、導電性基体上に感光層、保護層を設けた構成のものである。図２、３、４は各々本発明のおける他の電子写真用感光体の構成例を示すものであり、図２は感光層が電荷発生層（ＣＧＬ）と電荷輸送層（ＣＴＬ）より構成される機能分離型タイプのもの、図３は導電性基体と機能分離型タイプの感光層のＣＧＬ、ＣＴＬの間に下引き層を入れたもの、図４は電荷輸送層の上に電荷発生層を積層した逆層タイプのものである。なお、導電性支持体上に感光層と保護層を少なくとも有していれば、上記のその他の層、及び感光層のタイプは任意に組み合わされていても構わない。
【００４８】
本発明において電子写真感光体に使用される導電性支持体としては、導電体もしくは導電処理をした絶縁体、例えばＡｌ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ａｕなどの金属、もしくはそれらの合金の他、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリイミド、ガラス等の絶縁性基体上にＡｌ、Ａｇ、Ａｕ等の金属あるいはＩｎ2Ｏ3、ＳｎＯ2等の導電材料の薄膜を形成したもの、樹脂中にカーボンブラック、グラファイト、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉ等の金属粉、導電性ガラス粉などを均一に分散させ、樹脂に導電性を付与した樹脂基体、導電処理をした紙等が使用できる。導電性支持体の形状は特に制約はなく、板状、ドラム状あるいはベルト状のいずれのものも使用できるが、ベルト状の支持体を用いると、内部に駆動ローラ、従動ローラを設ける必要があるなど装置が複雑化したり、大型化する反面、レイアウトの自由度が増すなどのメリットがある。しかしながら、保護層を形成する場合は、該保護層の可撓性が不足して、表面にクラックとよばれる亀裂が入る可能性があり、それが原因で粒状の地肌汚れが発生することが考えられる。このようなことから、支持体としては剛性の高いドラム状のものが好ましく用いられる。
【００４９】
導電性支持体と感光層との間には、必要に応じて、下引き層を設けてもよい。かかる下引き層は、接着性を向上する、モアレなどを防止する、上層の塗工性を改良する、残留電位を低減するなどの目的で設けられる。下引き層は、一般に樹脂を主成分とするが、これらの樹脂は、その上に感光層を溶剤を用いて塗布することを考えると、一般の有機溶剤に対して耐溶解性の高い樹脂であることが望ましい。このような樹脂としては、ポリビニルアルコール、カゼイン、ポリアクリル酸ナトリウム等の水溶性樹脂、共重合ナイロン、メトキシメチル化ナイロン等のアルコール可溶性樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、アルキッド−メラミン樹脂、エポキシ樹脂等、三次元網目構造を形成する硬化型樹脂などが挙げられる。また、酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化インジウム等で例示できる金属酸化物、あるいは金属硫化物、金属窒化物などの微粉末を加えてもよい。これらの下引き層は、適当な溶媒を用いて、慣用される塗工法によって形成することができる。
【００５０】
更に、かかる下引き層としては、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、クロムカップリング剤等を使用して、例えばゾル−ゲル法等により形成した金属酸化物層も有用である。
【００５１】
この他に、かかる下引き層として、Ａｌ2Ｏ3を陽極酸化にて設けたものや、ポリパラキシリレン（パリレン）等の有機物や、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＩＴＯ、ＣｅＯ2等の無機物を真空薄膜作製法にて設けてもよい。下引き層の膜厚は約０．１〜１０μｍが適当であり、さらに好ましくは１μｍ〜５μｍである。
【００５２】
本発明の電子写真感光体に用いられる感光層の種類は、Ｓｅ系、ＯＰＣ系等のいずれも適用できる。無機系材料としては、結晶セレン、アモルファス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物等が挙げられる。特に、環境に対して優しくかつ安価なＯＰＣが良好である。
【００５３】
本発明における感光層は、単層型でも積層型でもよく、まず積層型について述べる。はじめに、電荷発生層について説明することにする。
【００５４】
電荷発生層は、電荷発生物質を主成分とする層であって、必要に応じてバインダー樹脂を用いることもある。電荷発生物質としては、無機系材料と有機系材料を用いることができる。
【００５５】
無機系材料としては、結晶セレン、アモルファス・セレン、セレン−テルル、セレン−テルル−ハロゲン、セレン−ヒ素化合物等が挙げられる。一方、有機系材料としては、公知の材料を用いることができる。例えば、金属フタロシアニン、無金属フタロシアニンなどのフタロシアニン系顔料、アズレニウム塩顔料、スクエアリック酸メチン顔料、カルバゾール骨格を有するアゾ顔料、トリフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジフェニルアミン骨格を有するアゾ顔料、ジベンゾチオフェン骨格を有するアゾ顔料、フルオレノン骨格を有するアゾ顔料、オキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ビススチルベン骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルオキサジアゾール骨格を有するアゾ顔料、ジスチリルカルバゾール骨格を有するアゾ顔料、ペリレン系顔料、アントラキノン系又は多環キノン系顔料、キノンイミン系顔料、ジフェニルメタン及びトリフェニルメタン系顔料、ベンゾキノン及びナフトキノン系顔料、シアニン及びアゾメチン系顔料、インジゴイド系顔料、ビスベンズイミダゾール系顔料などが挙げられる。これらの電荷発生物質は、単独又は２種以上の混合物として用いることができる。
【００５６】
電荷発生層に必要に応じて用いられるバインダー樹脂としては、ポリアミド、ポリウレタン、エポキシ樹脂、ポリケトン、ポリカーボネート、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリビニルケトン、ポリスチレン、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリアクリルアミドなどが用いられる。これらのバインダー樹脂は、単独又は２種以上の混合物として用いることができる。また、必要に応じて、電荷輸送性物質を添加してもよい。また、電荷発生層のバインダー樹脂として、上述のバインダー樹脂の他に、高分子電荷輸送性物質も良好に用いられる。
【００５７】
電荷発生層形成用塗工液に用いられる有機溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロプロパン、トリクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、酢酸エチル、酢酸ブチル、ジメチルスルホキシド、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、プロピルセロソルブ等が挙げられ、これら有機溶媒は単独でも２種類以上混合して用いても良い。特に、沸点が４０℃以上、８０℃以下のテトラヒドロフラン、メチルエチルケトン、ジクロロメタン、メタノール、エタノールは、塗工後の乾燥が容易であることなどから、好適に用いられる。
【００５８】
電荷発生層形成用塗工液は、上記有機溶媒中に電荷発生材料と必要に応じてバインダー樹脂を分散、溶解して製造する。有機顔料を有機溶媒に分散する方法としては、ボールミル、ビーズミル、サンドミル、振動ミルなどの分散メディアを用いた分散方法や、高速液衝突分散方法などが挙げられる。
【００５９】
電荷発生層を形成する方法としては、真空薄膜作製法と、溶液分散系からのキャスティング法とが大きく挙げられる。前者の方法としては、グロー放電重合法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、イオンプレーティング法、加速イオンインジェクション法等が挙げられる。この真空薄膜作製法は、上述した無機系材料又は有機系材料を良好に形成することができる。
【００６０】
また、後者のキャスティング法によって電荷発生層を設けるには、電荷発生層形成用塗工液を用いて、浸漬塗工法やスプレーコート、ビードコート法などの慣用されている方法を用いて行なうことができる。
【００６１】
電荷発生層の膜厚は、その厚みに応じて電子写真特性、特に光感度が変化し、一般的に膜厚が厚いほど光感度が高くなる。従って、電荷発生層の膜厚は、要求される画像形成装置のスペックによって好適な範囲に設定する必要がある。一般的には、電子写真方式の感光体として要求される感度を得るためには、０．０１〜５μｍ程度の膜厚が適当であり、好ましくは０．０５〜２μｍ程度である。
【００６２】
電荷輸送層は、帯電電荷を保持させ、かつ、露光により電荷発生層で発生分離した電荷を移動させて保持していた帯電電荷と結合させることを目的とする層である。帯電電荷を保持させる目的を達成するためには、電気抵抗が高いことが要求される。また、保持していた帯電電荷で高い表面電位を得る目的を達成するためには、誘電率が小さく、かつ、電荷移動性が良いことが要求される。
【００６３】
これらの要件を満足させるための電荷輸送層は、電荷輸送性物質及び必要に応じて用いられるバインダー樹脂により構成される。かかる電荷輸送層は、これらの電荷輸送性物質及びバインダー樹脂を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。かかる電荷輸送層には、必要により、電荷輸送性物質及びバインダー樹脂以外に、可塑剤、酸化防止剤、レベリング剤等などの添加剤を適量添加することもできる。
【００６４】
電荷輸送性物質としては、正孔輸送物質と電子輸送物質とがある。電子輸送物質としては、たとえば、クロルアニル、ブロムアニル、テトラシアノエチレン、テトラシアノキノジメタン、２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロ−９−フルオレノン、２，４，５，７−テトラニトロキサントン、２，４，８−トリニトロチオキサントン、２，６，８−トリニトロ−４Ｈ−インデノ〔１，２−ｂ〕チオフェン−４オン、１，３，７−トリニトロジベンゾチオフェン−５，５−ジオキサイドなどの電子受容性物質が挙げられる。これらの電子輸送物質は、単独又は２種以上の混合物として用いることができる。
【００６５】
正孔輸送物質としては、以下に表わされる電子供与性物質が挙げられ、良好に用いられる。たとえば、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリフェニルアミン誘導体、９−（ｐ−ジエチルアミノスチリルアントラセン）、１，１−ビス−（４−ジベンジルアミノフェニル）プロパン、スチリルアントラセン、スチリルピラゾリン、フェニルヒドラゾン類、α−フェニルスチルベン誘導体、チアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナジン誘導体、アクリジン誘導体、ベンゾフラン誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チオフェン誘導体などが挙げられる。これらの正孔輸送物質は、単独又は２種以上の混合物として用いることができる。
【００６６】
また、高分子電荷輸送性物質は、以下のような構造を有していてもよい。
（ａ）カルバゾール環を有する重合体
例えば、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、特開昭５０−８２０５６号公報、特開昭５４−９６３２号公報、特開昭５４−１１７３７号公報、特開平４−１７５３３７号公報、特開平４−１８３７１９号公報、特開平６−２３４８４１号公報に記載の化合物等が例示される。
【００６７】
（ｂ）ヒドラゾン構造を有する重合体
例えば、特開昭５７−７８４０２号公報、特開昭６１−２０９５３号公報、特開昭６１−２９６３５８号公報、特開平１−１３４４５６号公報、特開平１−１７９１６４号公報、特開平３−１８０８５１号公報、特開平３−１８０８５２号公報、特開平３−５０５５５号公報、特開平５−３１０９０４号公報、特開平６−２３４８４０号公報に記載の化合物等が例示される。
【００６８】
（ｃ）ポリシリレン重合体
例えば、特開昭６３−２８５５５２号公報、特開平１−８８４６１号公報、特開平４−２６４１３０号公報、特開平４−２６４１３１号公報、特開平４−２６４１３２号公報、特開平４−２６４１３３号公報、特開平４−２８９８６７号公報に記載の化合物等が例示される。
【００６９】
（ｄ）トリアリールアミン構造を有する重合体
例えば、Ｎ，Ｎ−ビス（４−メチルフェニル）−４−アミノポリスチレン、特開平１−１３４４５７号公報、特開平２−２８２２６４号公報、特開平２−３０４４５６号公報、特開平４−１３３０６５号公報、特開平４−１３３０６６号公報、特開平５−４０３５０号公報、特開平５−２０２１３５号公報に記載の化合物等が例示される。
【００７０】
（ｅ）その他の重合体
例えば、ニトロピレンのホルムアルデヒド縮重合体、特開昭５１−７３８８８号公報、特開昭５６−１５０７４９号公報、特開平６−２３４８３６号公報、特開平６−２３４８３７号公報に記載の化合物等が例示される。
【００７１】
本発明に使用される電子供与性基を有する重合体は、上記重合体だけでなく、公知単量体の共重合体や、ブロック重合体、グラフト重合体、スターポリマーや、また、例えば特開平３−１０９４０６号公報に開示されているような電子供与性基を有する架橋重合体等を用いることも可能である。
【００７２】
また、本発明に用いられる高分子電荷輸送性物質として更に有用なトリアリールアミン構造を有するポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエーテルとしては、例えば、特開昭６４−１７２８号公報、特開昭６４−１３０６１号公報、特開昭６４−１９０４９号公報、特開平４−１１６２７号公報、特開平４−２２５０１４号公報、特開平４−２３０７６７号公報、特開平４−３２０４２０号公報、特開平５−２３２７２７号公報、特開平７−５６３７４号公報、特開平９−１２７７１３号公報、特開平９−２２２７４０号公報、特開平９−２６５１９７号公報、特開平９−２１１８７７号公報、特開平９−３０４９５６号公報等に記載の化合物が例示される。
【００７３】
更に、電荷輸送層に併用できるバインダー樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリエステル、メタクリル樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、ポリスチレン、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ポリ塩化ビニリデン、アルキッド樹脂、シリコーン樹脂、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、フェノキシ樹脂などが用いられる。これらのバインダー樹脂は、単独又は２種以上の混合物として用いることができる。
【００７４】
また、電荷輸送層は、架橋性のバインダー樹脂と架橋性の電荷移動性物質の共重合体として構成されていても良い。電荷輸送層の膜厚は、約５〜１００μｍ程度が適当であるが、近年の高画質化の要求から、電荷輸送層を薄膜化することが図られており、１２００ｄｐｉ以上の高画質化を達成するためには、より好ましくは５〜３０μｍ程度が適当である。
【００７５】
次に、感光層が単層構成の場合について説明する。
キャスティング法で単層感光層を設ける場合、多くの場合、かかる単層感光層は、電荷発生物質と低分子並びに高分子電荷輸送性物質を適当な溶剤に溶解ないし分散し、これを塗布、乾燥することにより形成できる。電荷発生物質並びに電荷輸送性物質としては、前述した材料を用いることができる。
【００７６】
また、かかる単層感光層には、必要により、可塑剤を添加することもできる。更に、必要に応じて用いることのできるバインダー樹脂としては、先に電荷輸送層で挙げたバインダー樹脂をそのまま用いることができる。その他に、電荷発生層で挙げたバインダー樹脂を混合して用いてもよい。単層感光体の感光層の膜厚は、５〜１００μｍ程度が適当である。
【００７７】
本発明の電子写真感光体は、前述の感光層の上に保護層が設けられる。保護層は、少なくともバインダー樹脂と、ノニオン界面活性剤を含有する。バインダー樹脂は、先に電荷輸送層で挙げたバインダー樹脂をそのまま用いることが出来る。また、バインダー樹脂として、水酸基あるいは加水分解性基を有する有機ケイ素化合物を加熱架橋して樹脂層を形成する硬化性シロキサン系樹脂を用いることは、電子写真感光体の耐摩耗性を著しく向上させることができ、非常に有用である。硬化性シロキサン系樹脂は、アルコキシシリル基を有する化合物、その部分加水分解縮合物、又はこれらの混合物を主成分とし、必要に応じて触媒、架橋剤、オルガノシリカゾル、シランカップリング剤、アクリルポリマー等の重合体が添加された組成物を反応硬化させて得られる。
【００７８】
アルコキシシリル基を含有する化合物としては、テトラエトキシシラン等のテトラアルコキシシラン、メチルトリエトキシシラン等のアルキルトリアルコキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のアリールトリアルコキシシラン等の１種以上が適宜選択使用される。これらの化合物に、エポキシ基又はメタクリロイル基、あるいはビニル基を導入したものも使用可能である。
【００７９】
アルコキシシリル基を含有する化合物の部分加水分解縮合物は、アルコキシシリル基を含有する化合物に所定量の水、触媒等を添加して反応させる公知の方法により製造可能である。
【００８０】
硬化性シロキサン樹脂を形成する原料としては、市販のコーティング剤を使用することも好適な態様であり、具体的には、ＧＲ−ＣＯＡＴ（ダイセル化学工業製）、Ｇｌａｓｓ  Ｒｅｓｉｎ（オーエンスコーニング社製）、ヒートレスグラス（大橋化学工業製）、ＮＳＣ（日本精化製）、ガラス原液ＧＯ１５０ＳＸ、ＧＯ２００ＣＬ（ファイングラステクノロジー社製）、アルコキシシリル化合物にアクリル樹脂やポリエステル樹脂を共重合したものとして、ＭＫＣシリケート（三菱化学製）、シリケート／アクリルワニスＸＰ−１０３０−１（大日本色材工業製）等が例示される。
【００８１】
本発明に用いられるノニオン界面活性剤は、多くのメーカーから多種多様なものが上市されており、それら既存のものが使用できる。ノニオン界面活性剤は分子内の主要なる結合の仕方によって、エステル型、エーテル型、エステルエーテル型等に分類することができる。エステル型の界面活性剤としては、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、蔗糖脂肪酸エステルなどが挙げられ、とくにこれらは、食品添加物として認可されているものも多く、非常に安全性が高いのが特徴である。
【００８２】
エーテル型の界面活性剤としては、ポリオキシエチレン（ＰＯＥ）アルキルエーテル、ポリオキシエチレン（ＰＯＥ）アルキルフェニルエーテルなどが挙げられる。エステルエーテル型は、脂肪酸や多価アルコール脂肪酸エステルに酸化エチレンをふかしたタイプで、分子中にエステル結合とエーテル結合の両方を有するもので、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、モノステアリン酸ポリエチレングリコールなどが挙げられる。
【００８３】
また、脂肪酸については、特に限定されないが、炭素数６〜２０の脂肪酸が好ましく、特にステアリン酸、オレイン酸、ラウリン酸が好ましく用いられる。これについては、理由はよくわからないが、界面活性効果が高いため、広く用いられており、安価で入手も比較的容易であることが挙げられる。
【００８４】
また、多価アルコールと脂肪酸によるエステル結合は、１分子当たり、１〜３個であることが好ましい。特に、これは、前記高級脂肪酸エステルが分子中に多数存在すると、バインダー樹脂との相溶性が悪化したり、塗工液への溶解性が低下するためで、高級脂肪酸による表面エネルギー低減効果とのバランスで、上記範囲であることが好ましい。
【００８５】
これらノニオン界面活性剤は、市販の界面活性剤を使用することも好適な態様であり、具体的には、エマレックスシリーズ（日本エマルジョン社製）、レオドールシリーズ（花王社製）、ポエムシリーズ（リケン社製）、ニッコールシリーズ（日光ケミカルズ社製）、カデナックスシリーズ（ライオン社製）などが挙げられる。
【００８６】
ノニオン界面活性剤の保護層中の含有量は、１ｗｔ％〜６０ｗｔ％が好ましく、より好ましくは５ｗｔ％〜３０ｗｔ％である。ノニオン界面活性剤の含有量が多すぎると、硬化性シロキサン系樹脂の架橋を阻害し、保護層の耐摩耗性が低下してしまったり、塗膜が白濁してしまうことが考えられる。また極端に少ない場合、残留電位抑制が不十分となったり、感光層との界面が顕著になり、モアレ画像を引き起こしたりすることが考えられる。
【００８７】
本発明の保護層には、必要に応じて、電荷輸送物質を含有することができる。電荷輸送物質としては、前述のものを用いることが出来る。しかしながら、電荷輸送物質単独では、残留電位の抑制には効果があるが、界面の除去や表面エネルギー低減などの効果はなく、しかも電荷輸送物質は高価である場合が多い。そのため、本発明においては、電荷輸送物質は残留電位抑制に対して、ノニオン界面活性剤の補助的な役割にとどめることで、本発明のコストダウンの効果がより大きくなる。
【００８８】
また、保護層中にはさらなる耐摩耗性向上の目的で、微粒子を添加しても良い。添加する微粒子としては、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ素樹脂微粒子、シリコ−ン樹脂微粒子、グアナミンホルムアルデヒド樹脂微粒子、などの有機樹脂微粒子と、銅、スズ、アルミニウム、インジウムなどの金属粉末、シリカ、酸化錫、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミ、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化ビスマス、酸化カルシウム、アンチモンをド−プした酸化錫、錫をド−プした酸化インジウム等の金属酸化物、フッ化錫、フッ化カルシウム、フッ化アルミニウム等の金属フッ化物、チタン酸カリウム、窒化硼素などの無機微粒子が挙げられるが、耐摩耗性向上のためには、無機微粒子が好ましく、とくに電子写真特性とのバランスがよい、シリカ、酸化チタン、酸化アルミ等の微粒子を単独もしくは２種類以上混合して用いる。
【００８９】
更に、本発明に係る電子写真感光体の保護層には、シロキサン樹脂の硬化を阻害しない程度に、接着性、平滑性、化学的安定性を向上させる目的で、種々の添加剤を加えてもかまわない。
【００９０】
本発明にかかる保護層は、浸漬塗工、スプレー塗工、ブレード塗工、ナイフ塗工等の常法の塗工方法を用いて感光層上に形成される。特に、量産性、塗膜品質などの面から浸漬塗工、スプレー塗工が有利である。こうして得られる保護層の膜厚は０．１〜１５μｍの範囲が適当であり、より好ましくは１〜１０μｍである。
【００９１】
次に本発明に係る画像形成装置について、図を参照して説明する。
図５は、本発明の画像形成装置を説明するための概略図である。なお、下記するような変形例も本発明の範疇に属するものである。図５に示すように、本発明に係る電子写真感光体を用いた画像形成装置は、本発明に係るドラム状の感光体１と、帯電チャージャ３と、転写前チャージャ７と、転写チャージャ１０と、分離チャージャ１１と、クリーニング前チャージャ１３などから構成されている。
【００９２】
なお、感光体１の形状は、ドラム状の形状に限定されるものではなく、例えば、シート状、エンドレスベルト状のものであっても良い。また、各種チャージャーとしては、コロトロン、スコロトロン、固体帯電器（ソリッド・ステート・チャージャ）、帯電ローラを始めとする公知の手段を用いることができる。特に接触配置またはギャップテープを介して連れ回るように近接配置された帯電ローラによる帯電方式を用いた場合や、直流並びに交流電圧を重畳印加する帯電方式は、コロトロンやスコロトロン帯電方式に比べて、感光体表面に対するハザードが大きく、より摩耗が進行することが知られているｂが、このような帯電方式においても、本発明の電子写真感光体は高い耐摩耗性を有することが確認されている。また、本発明の電子写真感光体は、ノニオン界面活性剤を保護層に含有していることから、表面エネルギーが低減されている。その結果、放電によって生成する低抵抗物質の付着が抑えられ、画像ボケの抑制が達成される。
【００９３】
転写手段としては、一般には上記の帯電器が使用できるが、図示するような転写チャージャと分離チャージャとを併用したものが効果的である。
【００９４】
また、画像露光部５、除電ランプ２等の光源には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザー（ＬＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）などの発光物全般を用いることができる。そして、所望の波長域の光のみを照射するために、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターを用いることもできる。
【００９５】
かかる光源等は、図５に示される工程の他に、光照射を併用した転写工程、除電工程、クリーニング工程、あるいは前露光などの工程を設けることにより、感光体に光を照射することができる。
【００９６】
さて、現像ユニット６により感光体１上に現像されたトナーは、転写紙９に転写されるが、全部が転写されるわけではなく、感光体１上にトナーが残存する。このようなトナーは、クリーニングブラシ１４及びブレード１５により、感光体より除去される。クリーニングは、クリーニングブラシ又はブレード単独で行なわれることもあり、クリーニングブラシにはファーブラシ、マグファーブラシを始めとする公知のものが用いられる。さらに、本発明の電子写真感光体は、表面エネルギーの低減によって、トナーの付着力が低減されているので、クリーニング性、転写性が向上し、カブリや転写残トナーの低減につながっている。
【００９７】
電子写真感光体に正（負）帯電を施し、画像露光を行なうと、感光体表面上には正（負）の静電潜像が形成される。これを負（正）極性のトナー（検電微粒子）で現像すれば、ポジ画像が得られるし、また正（負）極性のトナーで現像すれば、ネガ画像が得られる。かかる現像手段としては、公知の方法が適用され、また、除電手段にも公知の方法が用いられる。現在主流のデジタル画像形成装置は、可干渉光による書き込みで潜像を形成し、ネガ画像を現像する方式が一般的であるが、従来の保護層を有する電子写真感光体、特に硬化性シロキサン系樹脂を保護層に用いる電子写真感光体は、保護層と、下層の感光層との間に界面が生じ、この界面と表面との乱反射によって生じると思われる干渉縞が画像にあらわれることが多かった。本発明の電子写真感光体は、上記界面を干渉が起こらない程度に目立たなくすることが出来、その結果、上記モアレ画像は発生しない。
【００９８】
図６には、本発明による画像形成装置を用いた別のプロセスの例を示す。図６において、感光体２２は、本発明の電子写真感光体であり、駆動ローラ２３により駆動され、帯電チャージャ２０による帯電、像露光光源２１による像露光、現像（図示せず）、転写チャージャー帯電器２５を用いる転写、クリーニングブラシ２６によるクリーニング、除電光源２７による除電が繰返し行なわれる。
【００９９】
さらに、本発明を適用したフルカラー画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）の一実施形態について説明する。図７は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。図において、潜像担持体たる感光体５６は、図中反時計回りに回転駆動されながら、その表面がコロトロンやスコロトロンなどを用いる帯電チャージャ５３によって一様帯電せしめられた後、図示しないレーザ光学装置から発せられるレーザ光Ｌの走査を受けて静電潜像を担持する。この走査はフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報に基づいてなされるため、感光体ドラム５６上にはイエロー、マゼンタ、シアン又はブラックという単色用の静電潜像が形成される。感光体ドラム５６の図中左側には、リボルバ現像ユニット５０が配設されている。これは、回転するドラム状の筺体の中にイエロー現像器、マゼンタ現像器、シアン現像器、ブラック現像器を有しており、回転によって各現像器を感光体ドラム５６に対向する現像位置に順次移動させる。なお、イエロー現像器、マゼンタ現像器、シアン現像器、ブラック現像器は、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーを付着せしめて静電潜像を現像するものである。感光体ドラム５６上には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の静電潜像が順次形成され、これらはリボルバ現像ユニット５０の各現像器によって順次現像されてイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像となる。
【０１００】
上記現像位置よりも感光体ドラム５６の回転下流側には中間転写ユニットが配設されている。これは、張架ローラ５９ａ、転写手段たる中間転写バイアスローラ５７、２次転写バックアップローラ５９ｂ、ベルト駆動ローラ５９ｃによって張架している中間転写ベルト５８を、ベルト駆動ローラ５９ｃの回転駆動によって図中時計回りに無端移動せしめる。感光体ドラム５６上で現像されたイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像は、感光体ドラム５６と中間転写ベルト５８とが接触する中間転写ニップに進入する。そして、中間転写バイアスローラ５７からのバイアスの影響を受けながら、中間転写ベルト５８上に重ね合わせて中間転写されて、４色重ね合わせトナー像となる。
【０１０１】
回転に伴って中間転写ニップを通過した感光体ドラム５６表面は、ドラムクリーニングユニット５５によって転写残トナーがクリーニングされる。このクリーニングユニット５５は、クリーニングバイアスが印加されるクリーニングローラによって転写残トナーをクリーニングするものであるがファーブラシ、マグファーブラシ等からなるクリーニングブラシや、クリーニングブレードなどを用いるものであってもよい。
【０１０２】
転写残トナーがクリーニングされた感光体ドラム５６表面は、除電ランプ５４によって除電せしめられる。除電ランプ５４には、蛍光灯、タングステンランプ、ハロゲンランプ、水銀灯、ナトリウム灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ（ＬＤ）、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）などが用いられている。また、上記レーザ光学装置の光源には半導体レーザが用いられている。これら発せられる光については、シャープカットフィルター、バンドパスフィルター、近赤外カットフィルター、ダイクロイックフィルター、干渉フィルター、色温度変換フィルターなどの各種フィルターにより、所望の波長域だけを用いるようにしてもよい。
【０１０３】
中間転写ユニットの図中下側には、転写ベルトと転写バイアスローラ、駆動ローラ等各種ローラーからなる転写ユニットが配設されており、これの図中左側には、搬送ベルト６４、定着ユニット６５が配設されている。転写ユニットは、無端移動する転写ベルトは、図示しない移動手段によって図中上下方向に移動するようになっていてもよく、少なくとも、中間転写ベルト５８上の１色トナー像（イエロートナー像）や、２色又は３色重ね合わせトナー像が紙転写バイアスローラ６３との対向位置を通過する際には、中間転写ベルト５８に接触しない位置まで待避移動する。そして、中間転写ベルト５８上の４色重ね合わせトナー像の先端が紙転写バイアスローラ６３との対向位置に進入してくる前に、中間転写ベルト５８との接触位置まで移動して２次転写ニップを形成する。
【０１０４】
一方、図示しない給紙カセットから送られてきた転写紙６０を２つのローラ間に挟み込んでいるレジストローラ対６１は、転写紙６０を中間転写ベルト５８上の４色重ね合わせトナー像に重ね合わせ得るタイミングで上記２次転写ニップに向けて送り込む。中間転写ベルト５８上の４色重ね合わせトナー像は、２次転写ニップ内で紙転写バイアスローラ６３からの２次転写バイアスの影響を受けて転写紙Ｐ上に一括して２次転写される。この２次転写により、転写紙６０上にはフルカラー画像が形成される。
【０１０５】
フルカラー画像が形成された転写紙６０は、転写ベルト６２によって紙搬送ベルト６４に送られる。搬送ベルト６４は、転写ユニットから受け取った転写紙６０を定着装置６５内に送り込む。
【０１０６】
定着装置６５は、送り込まれた転写紙６０を加熱ローラとバックアップローラとの当接によって形成された定着ニップに挟み込みながら搬送する。転写紙６０上のフルカラー画像は、加熱ローラからの加熱や、定着ニップ内での加圧力の影響を受けて転写紙６０上に定着せしめられる。
【０１０７】
なお、図示を省略しているが、転写ベルト６２や搬送ベルト６４には、転写紙Ｐを吸着させるためのバイアスが印加されている。また、転写紙６０を除電する紙除電チャージャや、各ベルト（中間転写ベルト５８、転写ベルト６２、搬送ベルト６４）を除電する３つのベルト除電チャージャが配設されている。また、中間転写ユニットは、ドラムクリーニングユニット５５と同様の構成のベルトクリーニングユニットも備えており、これによって中間転写ベルト５８上の転写残トナーをクリーニングする。
【０１０８】
図８は、本実施形態に係るプリンタの変形例である。この装置は、いわゆるタンデム方式のプリンタであり、感光体ドラム８０を各色で共有させるのではなく、各色用の感光体ドラム８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｂｋを備えている。また、ドラムクリーニングユニット８５、除電ランプ８３、ドラムを一様帯電せしめる帯電ローラ８４も、各色用のものを備えている。なお、図７に示したプリンタではドラム一様帯電手段として帯電チャージャ５３を設けていたが、このプリンタでは帯電ローラ８４を設けている。
【０１０９】
タンデム方式では、各色の潜像形成や現像を並行して行うことができるため、リボルバ式よりも画像形成速度を遙かに高速化させることができる。
【実施例】
【０１１０】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、下記実施例の態様に限定されるものではない。
【０１１１】
（実施例１）
アルキッド樹脂（ベッコライトＭ６４０１−５０（大日本インキ化学工業社製））１５重量部、メラミン樹脂（スーパーベッカミンＧ−８２１−６０（大日本インキ化学工業社製））１０重量部をメチルエチルケトン１５０重量部に溶解し、これに酸化チタン粉末（タイペールＣＲ−ＥＬ（石原産業社製））９０重量部を加えボールミルで１２時間分散し、下引層用塗工液を作製した。これをφ３０ｍｍの円筒状アルミニウム基体に浸漬塗工法によって塗工し１３０℃で２０分間乾燥し厚み３．５μｍの下引き層を形成した。
【０１１２】
次にポリビニルブチラール樹脂（ＸＹＨＬ（ＵＣＣ社製））４重量部をシクロヘキサノン１５０重量部に溶解し、これに下記構造式（１）で表される化合物にビスアゾ顔料１０重量部を加え、ボールミルで４８時間分散後、さらにシクロヘキサノン２１０重量部を加えて３時間分散を行った。これを容器に取り出し固形分が１．５重量％となるようにシクロヘキサノンで稀釈した。こうして得られた電荷発生層用塗工液を前記中間層上に塗工し１３０℃で２０分間乾燥し厚み０．２μｍの電荷発生層を形成した。
【０１１３】
【化１】
2006047656.tif 000003
【０１１４】
次に、テトラヒドロフラン１００重量部に、ビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂１０重量部、シリコーンオイル（ＫＦ−５０（信越化学工業社製））０．００２重量部を溶解し、これに下記構造式（２）で表される電荷輸送物質１０重量部を加えて電荷輸送層用塗工液を作製した。こうして得られた電荷輸送層用塗工液を電荷発生層上に浸漬塗工法によって塗工し、その後１１０℃で２０分間乾燥し、厚み２０μｍの電荷輸送層を形成した。
【０１１５】
【化２】
2006047656.tif 000004
【０１１６】
次に、メチルトリメトキシシラン７重量部をフラスコに入れ、氷水で０℃近傍に冷却した後、1wt%の酢酸水溶液３重量部を、１時間かけて滴下し、その後攪拌しつつ６時間かけて２５℃まで昇温した。
【０１１７】
これにシクロヘキサノン１８重量部、エタノール１８重量部を加え攪拌し、さらに表．１、Ｎｏ．２２に記載の非架橋性電荷輸送物質７重量部添加して溶解した。さらに、トリス（２，４ペンタンジオナト）アルミニウム（III）を０．５重量部、アセチルアセトン０．１５重量部を加えて保護層用塗工液を作製した。こうして得られた保護層用塗工液を電荷輸送層上にスプレー塗工法によって塗工し、その後、基体を回転させた状態で１０分間放置して指触乾燥を行った後、１３０℃３０分間加熱硬化して、厚み２μｍの保護層を形成し、実施例１の電子写真感光体を作製した。
【０１１８】
次に、メチルトリメトキシシラン７重量部をフラスコに入れ、氷水で０℃近傍に冷却した後、1wt%の酢酸水溶液３重量部を、１時間かけて滴下し、その後攪拌しつつ６時間かけて２５℃まで昇温した。これにシクロヘキサノン１８重量部、エタノール１８重量部を加え攪拌し、さらにソルビタンモノステアレート（ＮＩＫＫＯＬ SS-10、ＨＬＢ：４．７；日光ケミカルズ社製）１．４重量部を添加して溶解した。さらに、トリス（２，４ペンタンジオナト）アルミニウム（III）を０．５重量部、アセチルアセトン０．１５重量部を加えて保護層用塗工液を作製した。こうして得られた保護層用塗工液を電荷輸送層上にスプレー塗工法によって塗工し、その後、基体を回転させた状態で１０分間放置して指触乾燥を行った後、１３０℃３０分間加熱硬化して、厚み２μｍの保護層を形成し、実施例１の電子写真感光体を作製した。
【０１１９】
こうして得られた電子写真感光体をフルカラープリンター  ＩＰＳｉＯ ＣＸ  ８２００（リコー社製）の改造機（クリーニングブレード当接圧を２倍にして、感光体の摩耗に対して負荷を加えたもの）に搭載して、非露光部電位（ＶＤ）が−８００Ｖになるように帯電器の電圧を調節したのち、６００ｄｐｉ相当の書き込みによって、Ａ４サイズ、画像面積率５％となるテスト画像を出力するランニング試験を５万枚行い、ランニング試験前後の感光層の膜厚の差から、摩耗量を測定した。膜厚測定は、渦電流式膜厚計フィッシャースコープＭＭＳ（フィッシャー製）を用いた。さらに、ランニング試験後の耐久画像出力を実施し、画像品質について評価を行った。
【０１２０】
（実施例２）
保護層形成用塗工液を以下のようにして作製した以外は、実施例１と同様にして実施例２の電子写真感光体を作製し、評価を行った。メチルトリメトキシシラン３重量部、フェニルトリメトキシシラン４重量部をフラスコに入れ、氷水で０℃近傍に冷却した後、1wt%の酢酸水溶液３重量部を１時間かけて滴下し、その後攪拌しつつ６時間かけて２５℃まで昇温した。
【０１２１】
これにシクロヘキサノン１８重量部、エタノール１８重量部を加え攪拌し、さらにソルビタンモノステアレート（ＮＩＫＫＯＬ SS-10、ＨＬＢ：４．７；日光ケミカルズ社製）１．４重量部を添加して溶解した。さらに、トリス（２，４ペンタンジオナト）アルミニウム（III）を０．５重量部、アセチルアセトン０．１５重量部を加えて保護層用塗工液を作製した。こうして得られた保護層用塗工液を電荷輸送層上にスプレー塗工法によって塗工し、その後、基体を回転させた状態で１０分間放置して指触乾燥を行った後、１３０℃３０分間加熱硬化して、厚み２μｍの保護層を形成し、実施例２の電子写真感光体を作製した。
【０１２２】
（実施例３）
保護層形成用塗工液を以下のようにして作製した以外は、実施例１と同様にして実施例２の電子写真感光体を作製し、評価を行った。テトラヒドロフラン２８０重量部とシクロヘキサノン８０重量部の混合溶媒に、ソルビタンモノステアレート（ＮＩＫＫＯＬ SS-10、ＨＬＢ：４．７；日光ケミカルズ社製）３．５重量部、ビスフェノールＺ型ポリカーボネート樹脂７重量部を溶解し、保護層形成用塗工液を作製した。こうして得られた保護層形成用塗工液を電荷輸送層上にスプレー塗工法によって塗工し、その後１３０℃３０分間乾燥し、厚み８μｍの保護層を形成し、実施例３の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１２３】
（実施例４）
バインダー樹脂としてビスフェノールＡ型ポリカーボネート樹脂を用いた以外は、実施例３と同様にして実施例４の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１２４】
（実施例５）
バインダー樹脂としてビスフェノールＣ型ポリカーボネート樹脂を用いた以外は、実施例３と同様にして実施例５の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１２５】
（実施例６）
バインダー樹脂としてＵポリマーＵ−１００（ポリアリレート樹脂、ユニチカ社製）を用いた以外は、実施例３と同様にして実施例６の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１２６】
（実施例７）
バインダー樹脂として、ＮＳＣ１２７４（シリコーンハードコート、日本精化社製）とした以外は、実施例１と同様にして実施例７の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１２７】
（実施例８）
ソルビタンモノステアレートの添加量を０．１４重量部とした以外は、実施例７と同様にして実施例８の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１２８】
（実施例９）
ソルビタンモノステアレートの添加量を０．７重量部とした以外は、実施例７と同様にして実施例９の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１２９】
（実施例１０）
ソルビタンモノステアレートの添加量を７重量部とした以外は、実施例７と同様にして実施例１０の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１３０】
（実施例１１）
ソルビタンモノステアレートの代わりにソルビタンモノラウレート（ＮＩＫＫＯＬ ＳＬ−１０、ＨＬＢ：８．６；日光ケミカルズ社製）を０．７重量部添加した以外は、実施例７と同様にして実施例１１の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１３１】
（実施例１２）
ソルビタンモノステアレートの代わりにソルビタンモノオレエート（ＮＩＫＫＯＬ ＳＯ−１０、ＨＬＢ：４．３；日光ケミカルズ社製）を０．７重量部添加した以外は、実施例１７同様にして実施例１２の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１３２】
（実施例１３）
ソルビタンモノステアレートの代わりにグリセリルモノステアレート（ＮＩＫＫＯＬ ＭＧＳ−Ａ、ＨＬＢ：４．０；日光ケミカルズ社製）を０．３５重量部添加した以外は、実施例７と同様にして実施例１３の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１３３】
（実施例１４）
ソルビタンモノステアレートの代わりにグリセリルモノオレエート（ＮＩＫＫＯＬ ＭＧＯ、ＨＬＢ：２．５；日光ケミカルズ社製）を０．３５重量部添加した以外は、実施例７と同様にして実施例１４の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１３４】
（実施例１５）
ソルビタンモノステアレートの代わりにグリセリルモノイソステアレート（ＮＩＫＫＯＬ ＭＧＩＳ、ＨＬＢ：４．０；日光ケミカルズ社製）を０．３５重量部添加した以外は、実施例７と同様にして実施例１５の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１３５】
（実施例１６）
ソルビタンモノステアレートの代わりにデカグリセリルトリステアレート（ＮＩＫＫＯＬ Ｄｅｃａｇｌｙｎ３−Ｓ、ＨＬＢ：７．５；日光ケミカルズ社製）を１．４重量部添加した以外は、実施例７と同様にして実施例１６の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１３６】
（実施例１７）
ソルビタンモノステアレートの代わりにポリオキシエチレン（２）（ＰＯＥ（２））モノステアレート（ＮＩＫＫＯＬ ＭＹＳ−２、ＨＬＢ：４．０；日光ケミカルズ社製）を０．３５重量部添加した以外は、実施例７と同様にして実施例１７の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１３７】
（実施例１８）
ソルビタンモノステアレートの代わりにＰＯＥ（１０）モノステアレート（ＮＩＫＫＯＬ ＭＹＳ−１０、ＨＬＢ：１１．０；日光ケミカルズ社製）を０．３５重量部添加した以外は、実施例７と同様にして実施例１８の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１３８】
（実施例１９）
ソルビタンモノステアレートの代わりにＰＯＥ（２）ラウリルエーテル（ＮＩＫＫＯＬ ＢＬ−２、ＨＬＢ：９．５；日光ケミカルズ社製）を０．３５重量部添加した以外は、実施例７と同様にして実施例１９の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１３９】
（実施例２０）
ソルビタンモノステアレートの代わりにＰＯＥ（４）ステアリン酸アミド（ＮＩＫＫＯＬ ＴＡＭＤＳ−４、ＨＬＢ：９．５；日光ケミカルズ社製）を１．４重量部添加した以外は、実施例７と同様にして実施例２０の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１４０】
（実施例２１）
ソルビタンモノステアレートの代わりにＰＯＥ（１５）ステアリン酸アミド（ＮＩＫＫＯＬ ＴＡＭＤＳ−１５、ＨＬＢ：１８；日光ケミカルズ社製）を１．４重量部添加した以外は、実施例７と同様にして実施例２０の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１４１】
（比較例１〜７）
ソルビタンモノステアレートを添加しなかった以外は、実施例１〜７と同様にして比較例１〜７の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１４２】
（比較例８）
ソルビタンモノステアレートの代わりに電荷輸送物質（１）を３重量部添加した以外は、実施例７と同様にして、比較例８の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１４３】
（比較例９）
ソルビタンモノステアレートの代わりに下記の電荷輸送物質（３）を３重量部添加した以外は、実施例７と同様にして、比較例９の電子写真感光体を作製し、評価を行った。
【０１４４】
【化３】
2006047656.tif 000005
【０１４５】
これらの評価結果を表１に示す。
【０１４６】
【表１】
2006047656.tif 000006
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明の電子写真感光体の単層構成の例を示す断面図である。
【図２】本発明の電子写真感光体の機能分離型構成の例の断面図である。
【図３】本発明の電子写真感光体の機能分離型の他の例の断面図である。
【図４】本発明の電子写真感光体の機能分離型の更に他の例の断面図である。
【図５】本発明の画像形成装置の一例の概略構成図である。
【図６】本発明のベルト感光体使用の画像形成装置の概略構成図である。
【図７】本発明のフルカラー画像形成装置の例の概略構成図である。
【図８】本発明のタンデム型カラー画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１４８】
１    感光体
２    除電ランプ
３    帯電チャージャ
５    画像露光部
６    現像ユニット
７    転写前チャージャ
９    転写紙
１０    転写チャージャ
１１    分離チャージャ
１３    クリーニング前チャージャ
１４    クリーニングブラシ
１５    ブレード
２０    帯電チャージャ
２１    像露光光源
２５    転写チャージャー帯電器
２６    クリーニングブラシ
２７    除電光源
５３    帯電チャージャ
５４    除電ランプ
５５    ドラムクリーニングユニット
５６    感光体ドラム
５７    中間転写バイアスローラ
５８    中間転写ベルト
５９ａ    張架ローラ
５９ｂ    ２次転写バックアップローラ
５９ｃ    ベルト駆動ローラ
６０    転写紙
６１    レジストローラ対
６３    紙転写バイアスローラ
６４    搬送ベルト
６５    定着ユニット
８０    感光体ドラム
８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｂｋ    感光体ドラム
８３    除電ランプ
８４    帯電ローラ
８５    ドラムクリーニングユニット
【図１】
2006047656.tif 000007
【図２】
2006047656.tif 000008
【図３】
2006047656.tif 000009
【図４】
2006047656.tif 000010
【図５】
2006047656.tif 000011
【図６】
2006047656.tif 000012
【図７】
2006047656.tif 000013
【図８】
2006047656.tif 000014